马六甲海峡惊魂一刻:双燃料发电机突跳电,故障原因成谜

文摘   2024-10-18 18:01   荷兰  

事情经过

2024年10月12日下午13時07分14秒,因為一號發電機主空氣開關突然分閘,導致全船失電。三號發電機作為第一備用電機迅速啟動,但僅僅15秒鐘後,負載僅為19.7%,它也自動跳閘。緊接著,二號發電機自動啟動,然而負載僅達到31.5%,便再次跳閘。13時08分30秒,機艙所有人員趕到現場,迅速複位並手動合閘,成功恢復電力供應。

當時,船舶正航行在麻六甲海峽的繁忙航道上,船長在駕駛臺上指揮操船,同時廣播通知大副和水手長準備隨時拋錨,木匠則在舵機房待命。電力恢復後,輪機長立刻聯繫駕駛臺,指示船副啟動舵機,依靠船舶的慣性來維持航向。由於主機剛剛停車,存在保護機制,需要等待主機完全停止後才能重新啟動。13時20分,主機成功啟動,到了13時30分,船舶恢復正常航行。

故障原因

1.空壓機啟動時,負荷衝擊導致一號發電機gas trip.

2.一號發電機ACB自動脫扣,導致全船失電。

3.二、三號發電機自動合閘後,又跳閘。

矫正措施

將ACB復位後,手動並電恢復正常。

预防措施

1. 對輪機員進行緊急情況下處理類似故障的培訓。

2. 訓練駕駛員在有電的情況下如何迅速啟動一號舵機,以保持船舶航向穩定。

3. 在狹窄水道、船舶密集區域和惡劣天氣條件下,確保有人值班,以便在緊急情況下能迅速反應並恢復動力。同時,在緊急狀態下,通過廣播通知相關人員到達指定地點履行職責。

4. 在狹窄水道、船舶密集區域和惡劣天氣條件下,使用柴油機的燃油模式,防止大功率設備啟動導致發電機跳閘後出現未知故障。

5. 檢查發電機相關設備,如燃油供應系統是否存在空氣、水分和回油閥等問題;發電機控制系統;調速器和ACB空氣斷路器等。

6. 在問題不明確的情況下,通過郵件通知公司,請求公司協助解決問題,並希望能安排服務工程師上船進一步檢查,以防止類似事件再次發生。

7. 通知其他船舶,詢問他們是否遇到過類似情況,以避免更大的事故發生。

故障分析

從圖中可以看到,燃氣壓力在增長;負荷也在增加;設備應該是進行星型啟動過程中;RPM沒有波動;油壓略微下降。

從圖中可以看到,設備已經完成星三角啟動。燃氣壓力由原來的1.97bar升高到2.64bar;燃油壓力持續降低;RPM沒有變化。油壓只能看到兩點之間的油壓從7.16bar降低到5.6bar,在兩點之間呈線性下降。

此時,燃氣壓力持續增長;油壓繼續下降;負荷達到最大值;RPM從1202降到1174.

這個點負荷達到最大值,缸壓還沒有穩定,持續調整中。

當燃氣壓力增加到最大值時,油壓還在繼續下降;負荷也在降低;RPM略微增加;缸壓調整中。此時應該是剛剛好GAS TRIP。燃油壓力應該是大於5.6bar的。根據以往的經驗,緊急柴油泵的壓力保持在5bar左右,都能滿足三臺發電機同時使用,說明此時的油壓是滿足發電機負荷需求的。

此時,燃氣壓力降低到1.42bar;油壓也降低到最低5.6bar;RPM降低到1134;負荷降低到52.1%。過後,負荷為0,說明ACB open,已經分閘。RMP略微降低後恢復到1200,說明原動機沒有停

此時,負荷為0.RPM最低降到1075,大概89.5%左右,因為沒有電壓後,燃油壓力和燃氣壓力急劇下降。

上圖為二號發電機在10月15號壓水時發生的GAS TRIP的圖解。從啟動壓載泵沖擊過程中可以看到:壓載泵剛剛啟動,發電機即發生GAS TRIP,但是燃氣壓力還是會繼續維持一段時間,直到最大值。此時燃油開始接管,油壓會稍微降低。

從二號發電機分析,燃氣壓力增加到最大時,燃油才開始降低,說明才切換成燃油模式。

基於故障的複雜性,根據上面曲線的分析進行排除:

1.發電機燃油系統出現問題:

1.1從燃油系統中各透氣管放氣,沒有發現系統有空氣的現象。

1.2從日用櫃系統放水,沒有發現系統有水分存在。

1.3檢查發電機供油系統背壓閥,沒有發現問題。並且從曲線上看到,一號發電機燃油壓力略微有下降的時候,二、三號發電機燃油壓力沒有降低,故跟燃油供油系統無關。

1.4從發生跳脫視頻中可以看到,發電機在合閘後,燈光沒有明顯閃爍,說明當時燃油系統穩定,轉速穩定,沒有出現缺相,欠壓等情形。

故,可以排除燃油系統問題導致的故障。

2.發電機原動機問題

2.1 發電機原動機在ACB分閘後,始終保持運行,沒有出現任何報警。

2.2 2024/10/15日,大艙壓水時,一、二號發電機並電使用,負荷達到60%以上,沒有出現任何警報。

故,原动机没有问题。

3.發電機的油壓波動,不是本次跳電的根本原因。

3.1 從二號發電機GAS TRIP分析,燃油在燃氣達到最大值時開始下降,說明燃油才開始接管。從一號跳電的圖10可以看出,發電機的轉速沒有波動,證明電壓和頻寬不會波動。

4.其他不明原因

4.1線路鬆動問題,至今沒有查到線路鬆動問題。

4.2電流衝擊問題,因為沒有找到相關數據,需要廠家提取發電機內部數據進行核對。

4.3螺栓或是其他東西掉到回流排導致短時過電流問題。經常打開後面的蓋子,未發現後面有螺絲或是非絕緣東西掉落。

基於以上分析,我們沒有辦法排除ACB故障和PLC電路板是否存在死機問題,進而導致此故障。

關於二三號發電為什麼會連續兩次合閘失敗的原因分析:

從圖14中可以看到,三號發電機合閘成功,負荷在19.7%左右,從合閘成功到負荷最高點,持續時間為15秒(參照圖16/17)。負載是有進行順序啟動的,並且15秒的時候,才到主海水泵啟動階段。

二號發電機也合閘成功,負荷在31.5%,從合閘成功到最高負荷點,持續時間也為15秒左右。

這個是不能被接受的。因為無論如何,發電機在跳電後,應該是能進行自動合閘。為什麼兩臺發電機同時出現問題,是否是電站問題還是因為其他原因導致,需要服務商上船檢查,分析具體原因。

另外,為了證明在發電機剛剛合閘成功後,空壓機沒有立刻啟動,進而導致負荷過大,再次跳電。我們將一號空壓機啟動,然後在集控室將電源拉掉,再送電。拉掉電源後,空壓機立刻停止;然後送電,空壓機控制屏會重新啟動。啟動完成後,還會進行倒計時10秒,空壓機才會自動啟動。這期間超過20秒,故可以排除因為空壓機在發電機還沒有運行穩定時,同時對電網進行衝擊,進而導致另外兩臺發電機再次跳電的原因。

綜上,二、三號發電機有按照原先設計的順序進行啟動,並合閘成功。電器設備也按照順序進行啟動部分,但是在15秒以後,因為某種原因再次脫扣。

綜合三臺發電機跳脫的原因,我們推斷有可能是但不局限於:

1.ACB(空氣斷路器)故障:ACB的可靠性對於電力系統的穩定運行至關重要。如果ACB存在故障,如接觸不良、機械故障或設置不當,可能導致合閘失敗。需要對ACB進行全面檢查,包括其機械部件和電子控制部分。

2.PLC電流板死機問題:PLC控制系統是現代發電機組中常見的組成部分,用於實現自動化控制。如果PLC電流板出現死機或故障,可能會導致發電機無法正確回應合閘命令。PLC系統需要通過輸入保護電路來保護控制器單元、背板和I/O模組免受各種故障的影響。因此,需要檢查PLC系統的穩定性和回應能力。

3.電氣連接問題:發電機與電網之間的電氣連接可能存在鬆動問題,這可能導致合閘失敗。需要檢查所有電氣連接是否牢固,並根據需要進行清潔和固定。

4.負載或系統不平衡:發電機負載分配不均勻或系統內部存在不平衡,可能導致合閘時電流激增,從而觸發保護機制,阻止合閘。需要平衡負載,並確保系統內部的對稱性。

5.發電機內部故障:發電機內部可能存在故障,如繞組短路、絕緣損壞或其他電氣問題,這些問題在合閘時可能導致保護裝置動作,阻止合閘。需要對發電機進行詳細的電氣測試和檢查。

6.保護裝置設置不當:保護裝置的設置不當可能導致對正常操作的誤判,從而阻止合閘。需要檢查保護裝置的設置,並根據製造商的指導和實際運行條件進行調整。

如果您是这方面的专家,有遇到过类似的案例,请留言联系我,将不胜感激!

航海人生路
深耕船舶十五载的轮机长,参加过监造,接过新船,跑过VLOC,克令吊船,散货船,集装箱船,让你了解更多船舶技术知识,案例分析,还有人生感悟!
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